DE2643137A1

DE2643137A1 - Optische abspieleinrichtung

Info

Publication number: DE2643137A1
Application number: DE2643137A
Authority: DE
Inventors: Wilber Clarence Stewart
Original assignee: RCA Corp
Current assignee: RCA Corp
Priority date: 1975-09-30
Filing date: 1976-09-24
Publication date: 1977-04-07
Also published as: FR2326758A1; GB1553601A; AT360245B; NL7610782A; SE7610633L; BE846738A; CA1084162A; JPS5253401A; AU1804376A; AU505945B2; ATA709676A; US4065786A; SE415809B

Description

RCA 68,538 , " Patenten*!«·

U.S. Serial No: 618,228 fe Dr.-lng. Ernst Sommerfeld

Filed: September 30, 1975 Dr. Dieter v. Bezold

Dip!.-Ing. Petar Schütz

Dipl.-Ing. Wolfgeng Heusler

8 München 83, Postfech 860668

RCA Corporation New York, N.Y., V.St.ν.A.

Optische Abspieleinrichtung

Die Erfindung betrifft allgemein ein neuartiges System zum Abspielen von Nachrichtenaufzeichnungen hoher Dichte unter Anwendung optischer Verfahren. Die Erfindung bezieht sich insbesondere auf Abspieleinrichtungen, die auf optische Weise eine Bildinformation von der Spiralspur einer Bildplatte abnehmen können.

Ein Anwendungsgebiet des erfindungsgemäßen Abspielprinzips sei die Wiedergewinnung von Daten, die in einer Informationsspur aufgezeichnet sind, und zwar in Form einer längs der Spur abwechselnden Folge vertiefter Bereiche gegebener Breite und unvertiefter Bereiche. Gemäß einem wünschenswerten Merkmal der Erfindung ist ein optisches System vorgesehen, um Licht aus einer Kohärentlichtquelle derart fokussiert auf die Informationsspur zu richten, daß auf der Spur ein Lichtfleck gebildet wird, dessen Halbwertbreite kleiner ist als die Spurbreite (unter "Halbwertbreite" sei hier die quer zur Längsrichtung der Spur gemessene Abmessung des Flecks zwischen Orten halber Intensität verstanden, und mit der "Spur-

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breite" sei die gegebene Breite der vertieften Bereiche der Spur gemeint). In einem beispielhaften Fall, wo die Spur als Spirale auf der Oberfläche eines scheiben- oder plattenförmigen Aufzeichnungsträgers verläuft, trägt eine derartige Breitenabmessung des Flecks wesentlich dazu bei, daß ein Übersprechen zwischen den in benachbarten Windungen der Spiralspur aufgezeichneten Informationen verhindert wird. Das heißt, bei guter Zentrierung des Lichtflecks auf eine gegebene Windung der Spur ist ein Lichteinfall auf benachbarte Spurwindungen praktisch ausgeschlossen, und es bleibt zusätzlich noch ein relativ großer Toleranzbereich für Fehlzentrierungen des Flecks.

In der vorstehend beschriebenen Wahl der Fleckbreite unterscheidet sich die Erfindung von bekannten Einrichtungen, wie sie beispielsweise von G. Bouwhuis und P. Burgstede in einem Aufsatz "The Optical Scanning System of the Philips "VLP" Record Player" beschrieben sind (vgl. Philips Technical Review 1973» Band 33, No. 7, Seiten 186 bis 189)· Bei dieser Anordnung hat ein auf die Informationsspur einer reflektierenden Bildplatte fokussierter kreisrunder Lichtfleck eine Halbwertbreite, die gegenüber der Breite der vertieften Bereiche der Informationsspur um so viel größer ist, daß mit Sicherheit ein wesentlicher Teil des einfallenden Lichts auf die angrenzenden "Stege" (d.h. auf die flachen Oberflächenbereiche zwischen benachbarten Spurwindungen) fällt, wenn der Fleck optimal auf eine gewünschte Spurwindung zentriert ist. Wenn man hierbei die Fehlzentrierung des Flecks nicht in sehr engen Grenzen hält, kann es zu einem sehr störenden Übersprechen aus benachbarten Spurwindungen kommen.

Bei der vorstehend erwähnten bekannten Einrichtung wird ein photoempfindliches Element zentral in den Weg des von der Spur und den angrenzenden Stegbereichen reflektierten Lichts gebracht. Indem die Grabentiefe jedes vertieften Bereichs der Informationsspur so gewählt wird, daß sie einer Viertelwellenlänge der Frequenz des einfallenden Lichts entspricht, ergibt sich eine eine halbe Wellenlänge ausmachende Differenz in der optischen Weglänge zwischen einerseits dem von den vertieften Spurbereichen reflektierten Licht and andererseits dem von den unvertieften Spurbereichen und den Stegbereichen reflektierten Licht. Bei einer solchen Differenz der

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optischen Weglänge kommt es zu einer destruktiven (d.h. auslöschenden oder schwächenden) Interferenz zwischen dem von den Stegbereichen und. dem von den vertieften Bereichen reflektierten Licht und zu einer konstruktiven (d.h. aufbauenden oder verstärkenden) Interferenz zwischen dem von den Stegbereichen reflektierten Licht und dem von den unvertieften Spurbereichen reflektierten Licht. Wenn die verschiedenen vertieften und unvertieften Bereiche der Spur durch den Ort des fokussierten Lichtflecks wandern, überwiegt abwechselnd die destruktive Interferenz und die konstruktive Interferenz, und diese Wechsel machen sich als Änderungen des elektrischen Ausgangssignals des photoempfindlichen Elements bemerkbar.

Da bei der bekannten Einrichtung während des Durchgangs der aufeinanderfolgenden Spurbereiche fortlaufend Licht von einer Bezugsfläche (d.h. von den Stegbereichen reflektiertes Licht) vorhanden ist, erfolgt das Lesen der Informationsspur auf eine inferometrische Weise, bei der ein Signalelement (z.B. eine Vertiefung) aufgelöst werden kann, deren Längsabmessung (d.h. deren Abmessung in Richtung der Länge der Spur) kurzer ist als die Längsabmessung des fokussieren Lichtflecks (die Auflösungsgrenze liegt hier bei der Hälfte der Längsabmessung des fokusierten Lichtsflecks).

Wenn man die Breite des Lichtflecks in der erfindungsgemäßen Weise wählt, ist es nicht mehr möglich, fortlaufend Licht von einer Bezugsfläche wie oben zu erhalten. Wenn man also in diesem Fall wie bei der bekannten Einrichtung ein einziges zentriertes photoempfindliches Element verwendet, um die vorbeilaufenden Spurbereiche mit Hilfe eines fokussierten Lichtflecks zu erfassen, der gemäß der Erfindung bemessen ist, dann ist es nicht möglich, ein Signalelement aufzulösen, dessen Längsabmessung kleiner ist als die Längsabmessung des fokussierten Lichtflecks (die Auflösungsgrenze liegt in diesem Fall bei einer Länge, die der Längsabmessung des fokussierten Lichtflecks entspricht).

Mit einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung, bei der von der oben beschriebenen Methode mit zentriertem Lichtdetektor abgewichen wird, kann man jedoch die mit der Erfindung angestrebte Nebensprechfreiheit bewahren und gleichzeitig ein Auflösungsvermögen erzielen, welches dem Auflösungsvermögen der oben beschrie-

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benen interferometrischen Lesemethode vergleichbar ist. Gemäß einem entsprechenden weiteren Merkmal der Erfindung wird statt eines einzigen zentrierten Lichtdetektors mindestens ein außermittiger Lichtdetektor verwendet, der gegenüber der Achse des Lichtweges (d.h. des von dem Vertiefungsmuster der Informationsspur abgelenkten bzw. gebeugten Lichts) in einer Richtung versetzt ist, so daß der Detektor auf einen Lichtfluß anspricht, bei dem sich Licht eines unabgelenkten Beugungsbildes nullter Ordnung mit Licht eines der abgelenkten Beugungsbilder erster Ordnung (+oder-) überlappt, während demgegenüber ein Ansprechen auf die Überlappung von Licht des Beugungsbildes nullter Ordnung mit Licht des anderen der abgelenkten Beugungsbilder erster Ordnung relativ ausgeschlossen wird. Bei einer derartigen außermittigen Anordnung des Detektors erhält man ein Auflösungsvermögen, welches um 2:1 besser ist als bei Verwendung eines zentrierten Detektors (man erzielt also eine Auflösungsgrenze, die der halben Längsabmessung des fokussierten Lichtflecks entspricht). Es ist vorteilhaft, neben dem vorstehend erwähnten außermittigen Lichtdetektor einen zweiten Lichtdetektor vorzusehen, der in entgegengesetzte Richtung außermittig versetzt ist, εο daß er auf die oben an zweiter Stelle erwähnte Überlappung unter relativem Ausschluß der an erster Stelle erwähnten Überlappung anspricht. Durch Kombination der Ausgangsgrößen der beiden in entgegengesetzten Richtungen außermittig angeordneten Lichtdetektbren ist eine Verdoppelung der Amplitude des wiedergewonnenen Informationssignals unter Verbesserung des Rauschabstandes möglich (im Vergleich zum Fall einer Verwendung eines einzigen außermittigen Detektors).

Damit die vorstehend beschriebene Methode des Erfassens der Überlappung verschiedener Beugungsordnungen mit Erfolg angewendet werden kann, muß die optische Weglängendifferenz (d.h. die Differenz zwischen der optischen Weglänge desjenigen Lichts, welches den Detektor nach dem Auftreffen auf einen vertieften Spurbereich erreicht, und der optischen Weglänge desjenigen Lichts, welches den Detektor nach dem Auftreffen auf einen unvertieften Spurbereich erreicht) anders sein als das oben in Verbindung mit der bekannten Einrichtung erwähnte Maß einer halben Wellenlänge. Es hat sich herausgestellt, daß bei Verwendung der Überlappungsfühlmethode die

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Empfindlichkeit der Erfassung dann maximal ist, wenn die genannte optische Weglängendifferenz einem ungeradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge (z.B. 1/4- Wellenlängen; 3A Wellenlängen; usw.) bei der Frequenz des einfallenden Lichts entspricht, während die Ansprechempfindlichkeit minimal ist, wenn die optische Weglängendifferenz einem geradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge (z.B. 1/2 Wellenlängen; 1 Wellenlänge; 11/2 Wellenlängen; usw.) entspricht.

Will man die erfindungsgemäßen Prinzipien auf eine reflektierende Aufzeichnungsplatte anwenden, dann wird eine Informationsspur mit relativ flach vertieften Bereichen entsprechend 1/8 Wellenlängen des zum Abspielen verwendeten Lichts mit Hilfe außermittig fühlender Betektoren wirksam gelesen werden können. Ein bekanntes Beispiel für die Verwendung außermittiger Detektoren zur Wiedergewinnung eines aufgezeichneten Signals ist in einem Aufsatz von G.W. Hrbek "An Experimental Optical Videodisc Playback System" beschrieben, der im Journal of the SMPTE, Ausgabe Juli 1974·» veröffentlicht ist. Dieses bekannte Abspielsystem arbeitet mit Durchlicht: es spricht auf Licht an, welches durch rlie Informations spur einer transparenten Platte eines Materials mit dem Brechungsindex 1,54 (Polyvinylchlorid) dringt. Unter diesen Abspielbedingungen ist für die vertieften Bereiche eine Tiefe von etwa einer halben Wellenlänge erforderlich, um eine optische Weglängendifferenz entsprechend einer Viertelwellenlänge zu erhalten.

Bei dem von Hrbek beschriebenen System ist die Breite des Lichtflecks nicht so gewählt wie bei der vorliegenden Erfindung; vielmehr ist die Breitenabmessung des auf die Informationsspur fokussierten Lichtflecks größer als die Breite der vertieften Spurbereiche, wodurch das den außermittigen Lichtdetektor beleuchtende Licht zum wesentlichen Teil auch Licht enthält, welches auf die Stegbereiche fällt. Dieser Lichtanteil trägt aber nicht zur Wiedergewinnung der aufgezeichneten Information durch den außermittigen Lichtdetektor bei, er bringt vielmehr die Gefahr einer Verschlechterung des Rauschabständes mit sich.

Bei Verwendung eines nach den erfindungsgemäßen Prinzipien arbeitenden Abspielsystem wird auch die Erkennung von Spurverfolgungs-

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fehlern einfacher. Wenn die Tiefe der einzelnen Vertiefungen oder "Gruben" der Aufzeichnungsspur bezüglich der Frequenz des einfallenden Lichts so gewählt ist, daß die oben definierte optische Weglängendifferenz anders ist als ein geradzahliges Vielfaches einer Viertelwellenlänge des einfallenden Lichts, dann kann man zur Erfassung von Spurverfolgungsfehlern einfach einen sogenannten "geteilten Detektor" verwenden, ähnlich wie es im oben erwähnten Aufsatz von Hrbek vorgeschlagen ist. Das komplizierte Bereitstellen von Hilfslichtstrahlen zur Bestimmung von Spurverfolgungsfehlern, wie es bei demmderen weiter oben beschriebenen System (Philips Technical Review) erforderlich ist, kann also hier entfallen.

Die Erfindung läßt sich zwar realisieren, wenn der auf die Informationsspur der Aufzeichnung fokussisrte Lichtfleck kreisrund ist, es hat sich jedoch gezeigt, daß der Rauschabstand besser wird (insbesondere in Fällen, wo die Breite der Vertiefungen oder Gruben der abzufüllenden Informationsspur im Verhältnis zur Abmessung der Vertiefungen in Längsrichtung der Spur groß ist), wenn man von der kreisrunden Form abgeht und eine Fleckkontur wählt (z.B. elliptisch), deren Breitenabmessung (quer zur Spur)größer ist als ihre Abmessung iⁿ Längsrichtung der Spur.

Ein anschauliches Beispiel für die Anwendung der vorliegenden Erfindung ist eine Einrichtung zur optischen Abtastung von mit Spiralrillen versehenen Bildplatten des RCA-Typs, wie er allgemein in einem Aufsatz von D. Mennie "Television on a Silver Platter" beschrieben ist (vgl. IEEE Spectrum, Ausgabe August 1975» Seiten 34· bis 39). Bei Platten dieses Typs besteht die Aufzeichnungsspur aus einer Folge schlitzförmiger Vertiefungen, die quer durch den gekrümmten Boden der Rille verlaufen und mit demgegenüber unvertieften Bereichen des gekrümmten Bodens abwechseln· Bei einer für eine Abspieldrehzahl von 4-50 U/min und eine Spieldauer von 30 Minuten ausgelegten Platte beispielsweise haben die Schlitze eine Längsabmessung (d.h. in Längsrichtung der Spur), die im Bereich zwischen 0,25 Mikrometer und 0,9 Mikrometer schwankt, während die Breitenabmessung der Schlitze (d.h. ihre Abmessung quer zur Spur) im wesentlichen konstant bei ungefähr 3 Mikrometern liegt und die Schlitz tiefe etwa 0,08 Mikrometer beträgt.

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Bei Verwendung außermittiger Detektoren zur Signalerfassung kann eine Abspieleinrichtung beispielsweise auf Schlitze einer Länge bis herunter zu 0,25 Mikrometer ansprechen, wenn man Licht aus einem blauen HeCd-Laser (Wellenlänge 0,44-2 Mikrometer) mit einer Fokussierungslinse verwendet, die an der Plattenoberfläche einen Lichtfleck erzeugt, dessen in Längsrichtung der Spur gemessene Halbwertbreite ungefähr 0,33 Mikrometer beträgt. Dem fokussdßifcen Lichtfleck kann beispielsweise durch ein der Fokusierungslinse vorgeschaltetes Zylinderlinsensystem eine elliptische Kontur gegeben werden, so daß die quer zur Spur gemessene Halbwertbreite des Flecks ungefähr 2 Mikrometer beträgt.

Nähere Einzelheiten und Vorteile der Erfindung werden beim Verfolgen der nachstehenden ausführlichen Beschreibung und bei Betrachtung der Zeichnungen offenbar.

Fig. 1 zeigt einen Teil einer optisch arbeitenden Abspieleinrichtung gemäß der Erfindung;

Fig. 2 zeigt in graphischer Darstellung die Beziehung zwischen der optischen Weglängendifferenz und der Meßempfindlichkeit verschiedener Erfassungssysteme, um die Prinzipien der vorliegenden Erfindung zu erläutern;

Fig. 3 zeigt in Blockdarstellung eine optisch arbeitende Video-Abspieleinrichtung gemäß einer weiteren Ausführungsform der Erfindung.

In Fig. 1 ist eine Informationsspur t eines Aufzeichnungsträgers (aus lichtdurchlässigem Material) zu erkennen, in welcher Daten in Form aufeinanderfolgender vertiefter Bereiche b einer gegebenen Breite w aufgezeichnet sind, die längs der Informationsspur mit unvertieften Bereichen c abwechseln. Die Spur t verlaufe beispielsweise in Form einer Spirale auf der Oberfläche der Aufzeichnungsplatte 10, wobei die vertieften und unvertieften Bereiche eines gegebenen Stücks der Spur seitlich neben anderen Spurstücken liegen, die sich in benachbarten Windungen der Spirale befinden.

7 η Q Q ί y. / η 11 η <^

Ein Lichtstrahl wird mittels einer FokussLerongslinse 12 auf die Spur t fokussisrt, um dort einen kreisrunden Lichtfleck zu bilden, dessen "Halbwertbreite" d kleiner ist als die Breite w der Spur. Wenn die Aufzeichnung 10 in Längsrichtung der Spur bewegt wird (wie mit dem Richtungspfeil in Fig. 1 angedeutet), dann trifft das fokussißrte Licht nacheinander auf aufeinanderfolgende Bereiche der Spur t.

Das einfallende Licht wird durch die Spur in mindestens 3 divergierende Lichtkegel f, g und e gebeugt· Der Kegel f entspricht einer unabgelenkten Beugung nullter Ordnung, und die Kegel g und e entsprechen abgelenkten Beugungen positiver 1. Ordnung bzw. negativer 1. Ordnung (+ 1. Ordnung bzw. - 1. Ordnung). Es entstehen auch Beugungen höherer Ordnungen (n+1), die jedoch sehr wenig an Information beitragen. Je kurzer die veränderliche räumliche Periode des durch die aufeinanderfolgenden vertieften und unvertieften Bereiche (b und c) der Spur gebildeten Vertiefungsmusters ist, desto größer ist der Divergenzwinkel zwischen den jeweiligen Lichtkegeln. Der Bereich, innerhalb dessen sich die räumliche Periode (O) in der Spur der Aufzeichnung 10 ändern darf, ist derart begrenzt, daß sich nur solche Konvergenzwinkel ergeben können, bei denen Überlappungen zwischen dem Kegel nullter Ordnung und den jeweiligen Kegeln 1. Ordnung auftreten.

Wenn zwischen der Informationsspur t und dem fokussierten Lichtfleck eine Relativbewegung mit einer kontinuierlichen Geschwindigkeit ν hervorgerufen wird, dann erfährt die optische Frequenz des gebeugten Lichts der -1. Ordnung eine Dopplerverschiebung im Sinne einer Verminderung um Af, während die optische Frequenz des Lichts der nullten Ordnung unverschoben bleibt und die optische Frequenz des Lichts der +1. Ordnung nach oben um Af verschoben wird. Das Maß Af ist gleich der Geschwindigkeit ν geteilt durch die räumliche PeriodeCl des periodischen Vertiefungsmusters. Im Bereich der Überlappung zwischen den Lichtkegeln der nullten Ordnung und der -1. Ordnung finden abwechselnde Perioden konstruktiver und destruktiver Interferenz zwischen den jeweiligen Lichtkomponenten der verschiedenen optischen Frequenzen statt, wenn der Lichtfleck durch aufeinanderfolgende Bereiche der Informationsspur gebeugt wird. Im anderen Überlappungsbereich (zwischen den

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Lichtkegeln der nullten Ordnung und der +1. Ordnung) finden gleichzeitig komplementäre Perioden konstruktiver und destruktiver Interferenz statt.

Wenn man ein einziges photoempfindliches Element in zentraler Position in den Weg des gebeuten Lichts bringen würde, so daß es den Kegel nullter Ordnung aufnahme, dann würde dieses Element Licht von beiden Uberlappungsbereichen einfangen,und die daraufhin abgegebenen Komponenten seines Ausgangssignals hätten gleichen Betrag aber entgegengesetzten Sinn, so daß aus Ihnen am Ende kein Signal wiederzugewinnen wäre·

Die Ausführungsform nach Fig. 1 enthält jedoch stattdessen eine geteilte Erfassungseinrichtung, die ein getrenntes Ansprechen auf die beiden Überlappungsbereiche ermöglicht. Eine Sammellinse 14-lenkt Licht vom Kegel f nullter Ordnung einschließlich der Überlappungsbereiche auf einen Detektor 16. Der Detektor 16, der in jedem Quadranten eine unabhängige photoempfindliche Zelle enthält, wandelt die Lichtenergie des Kegels f in elektrische Energie um. Die Zellen I und II sprechen auf denjenigen Teil des Lichts des Kegels f an, der den Überlappungsbereich mit dem Kegel e enthält, und die Zellen III und IV sprechen auf den anderen Teil des Lichts des Kegels f an, der den Bereich der Überlappung mit dem Kegel g enthält. Bei geeigneter Vorspannung jeder Zelle (durch in Pig. 1 nicht dargestellte Mittel) hat man einzelne Spannungsquellen (e. bis e^), welche die von jeder Zelle empfangene Lichtenergie wiedergeben. Die von den Zellen I und II erzeugten Spannungen e„. und &2 werden innerhalb einer Matrix 8 summiert, um eine erste Summenspannung zu erhalten, die demjenigen Teil des vom Kegel f kommenden Lichts entspricht, der den Bereich der Überlappung mit dem Kegel e enthält. In ähnlicher Weise werden die Spannungen e, und e^ von den Zellen III und IV innerhalb der Matrix 18 summiert, um eine zweite Summenspannung zu erhalten, die demjenigen Teil des Lichts vom Kegel f entspricht, der den Bereich der Überlappung mit dem Kegel g enthält. Mittels innerhalb der Matrix 18 angeordneter Schaltungen wird die Differenz zwischen der ersten Summenspannung und der zweiten Summenspannung gebildet, um ein Ausgangssignal zu erhalten, welches die aufgezeichneten Daten wiedergibt.

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Durch Verwendung der vorstehend beschriebenen Schaltungsanordnung zur Ableitung des die aufgezeichneten Daten wiedergebenden Ausganssignals wird der Detektor 16 effektiv zu einem geteilten Detektor, der elektrisch in zwei Hälften aufgespalten ist, wobei die erste Hälfte aus den Zellen I und II und die zweite Hälfte aus den Zellen III und IV besteht. Die erste Hälfte liefert ein elektrisches Signal, welches vom einfallenden Licht desjenigen Teils des Kegels f abhängt, der Bereiche einer Überlappung mit dem Kegel e enthält. Die zweite Hälfte liefert elektrische Signale abhängig vom einfallenden Licht aus demjenigen Teil des Kegels f, der Bereiche einer Überlappung mit dem Kegel g enthält.

Zum Zwecke der Ableitung eines Fehlersignals, welches den Spurverfolgungsfehler anzeigt, enthält die Matrix 18 zusätzlich Schaltungen zur Bildung der Differenz zwischen einer dritten Summenspannung (e^+e*) und einer vierten Summenspannung (ep+e,). Durch Verwendung dieser letztgenannten Schaltungsanordnung wird der Detektor 16 effektiv zu einem zweiten, anderen geteilten Detektor, der ebenfalls elektrisch in zwei Hälften aufgespalten ist. Hierbei sprechen die zu der einen Hälfte gehörenden Zellen I und IV auf einen Teil des Lichts vom Kegel f an, der sich von demjenigen Teil des Lichts vom Kegel f unterscheidet, welcher auf die Zellen II und III trifft. Wenn die Summenspannungen aus diesem "zweiten" geteilten Detektor subtraktiv kombiniert werden, erhält man ein Spurfehlersignal, welches den Sinn und den Betrag der Fehlzentrierung angibt, wenn der Lichtfleck von der Mitte der Spur t abweicht.

Um eine ausreichende Empfindlichkeit bei Verwendung der geteilten Detektoranordnung in der Einrichtung nach Fig. 1 zu erhalten, muß man die Beziehung zwischen der Wellenlänge des zur Bildung des fokussierten Lichtflecks verwendeten Lichts einerseits und der Differenz zwischen zwei optischen Weglängen andererseits berücksichtige, und zwar erstens der Weglänge des Lichts, welches den Detektor 16 nach dem Auftreffen eines vertieften Bereichs b der Informationsspur erreicht, und zweitens der Weglänge des Lichts, welches den Detektor 16 nach dem Auf treffen auf einen unvertieften Bereich c der Informationsspur erreicht. Wie mit der Kurve B in Fig. 2 gezeigt, ist der Spitze-Spitze-Wert des mit der Detektor-

anordnung nach Fig. 1 wiedergewinnbaren Signals für verschiedene Werte der besagten optischen Weglängendifferenz unterschiedlich. Die Erfassung ist am empfindlichsten, wenn die optische Weglängendifferenz einem ungeradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge des einfallenden Lichts entspricht, und die Empfindlichkeit ist gleich Null, wenn die optische Weglängendifferenz einem geradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge des Lichts entspricht. Dies steht in unmittelbarem Kontrast zur Beziehung zwischen Erfassungsempfindlichkeit und optischer Weglängendifferenz bei einem zentrierten Detektor, der auf einen Lichtfleck anspricht, welcher breiter als die Informationsspur ist (wie beispielsweise in der weiter oben erwähnten Anordnung gemäß der Philips Technical Review). Wie es die Kurve A in Fig. 2 zeigt, ist in diesem letztgenannten Fall die Erfassungsempfindlichkeit am größten, wenn die optische Weglängendifferenz einem ganzzahligen Vielfachen einer halben Wellenlänge des einfallenden Lichts entspricht.

Wie die Kurve B in Fig. 2 zeigt, muß bei. der Wahl des Verhältnisses zwischen der Wellenlänge des einfallenden Lichts und der Grubentiefe der Aufzeichnung 10 im System nach Fig. 1 darauf geachtet werden, daß nicht eine optische Weglängendifferenz erhalten wird, die einem geradzahligen Vielfachen einer Viertelwellenlänge entspricht. Bei mittels Durchlicht abgetasteten Aufzeichnungen, von denen die Fig. 1 ein Beispiel darstellt, entspricht die erzielte optische Weglängendifferenz der Grubentiefe (d.h. der Tiefe der vertieften Bereiche) multipliziert mit (N-1), wobei N der Brechungsindex des Materials des Aufzeichnungsträgers ist. Wenn der Brechungsindex dieses Materials beispielsweise gleich 1,5 ist, dann sollte die Wellenlänge des einfallenden Lichts nicht gleich der Grubentiefe in der lichtdurchlässigen Aufzeichnung sein (man sollte z.B. stattdessen Licht einer größeren Wellenlänge nehmen, beispielsweise einer Wellenlänge, die der doppelten Grubentiefe nahekommt oder gleich ist). Bei reflektierenden Aufzeichnungen, auf welche die Prinzipien der vorliegenden Erfindung ebenso anwendbar sind (und die speziell bei der nachstehenden Diskussion der Fig. betrachtet werden), entspricht die erzielte optische Weglängend.ifferenz der doppelten Grubentiefe. Wenn man also einen geteilten Detektor bei einer reflektierenden Aufzeichnung anwendet, dann ist bei der Wahl der Wellenlänge des einfallenden Lichts darauf zu

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achten, daß diese Wellenlänge nicht das Vierfache der Grubentiefe der reflektierenden Aufzeichnung beträgt (man sollte z.B. stattdessen Licht einer größeren Wellenlänge nehmen, beispielsweise einer Wellenlänge, die dem Achtfachen der Grubentiefe nahekommt oder gleich ist).

Anhand der Fig. 3 sei nun veranschaulicht, wie die Prinzipien der vorliegenden Erfindung beim Abspielen einer lichtreflektierenden Aufzeichnung angewendet werden können. Die Fig. 3 zeigt eine Einrichtung zum Abspielen einer Informationsspur, die spiralförmig auf einer Oberfläche einer Aufzeichnungsplatte 42 verläuft. Während des Abspielens liegt die Platte 42 auf einem Drehteller 44 in einer solchen Position, daß ein mittels einer Linse 22 fokussierter Lichtstrahl auf die Informationsspur der Platte trifft. Durch Drehung des Plattentellers 44 mittels eines Motors 40 werden aufeinanderfolgende Bereiche der Informationsspur durch den Ort des fokussierten Lichtstrahls bewegt. Damit der fokussierte Lichtstrahl den aufeinanderfolgenden Windungen der spiraligen Informationsspur folgt, wird für einen Radialvorschub der Plattentelleranordnung gesorgt. Der gewünschte Radialvorschub kann beispielsweise dadurch erreicht werden, daß man die motorgetriebene Plattentelleranordnung auf einen Schlitten 38 setzt, der mit einer kontrollierten und auf die Drehzahl der Aufzeichnungsplatte 42 richtig abgestimmten Geschwindigkeit mittels eines Motors 36 in Radialrichtung bewegt wird.

Das für die Abspieleinrichtung nach Fig. 3 benötigte Licht kommt aus einem Laser 11. Der Laser 11 sei beispielsweise ein Helium-Gadmium-Laser, der ein Bündel kohärenten Lichts im wesentlichen kreisförmiger Querschnittsgestalt mit einer Wellenlänge von ungefähr 0,442 Mikrometer aussendet. Aus Gründen, die weiter unten noch erläutert werden, sei der Ausgang des Lasers einer linearen Polarisation in einer ausgewählten Richtung unterworfen.

Der vom Laser 11 ausgehende runde Lichtstrahl tritt in ein zylindrisches Fernrohr 13 (welches ein anamorphes Linsensystem enthält), und verläßt dieses Fernrohr in neuer Gestalt als Lichtstrahl von im wesentlichen elliptischer Querschnittsfonn, jedoch unter Bei-

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behaltung seiner linearpolarisierten Richtung, Der elliptische Strahl tritt dann in das folgende aufweitende Fernrohr 15 und verläßt dieses Fernrohr ohne Änderung seiner Gestalt oder Polarisation, jedoch als vergrößerter oder aufgeweiteter elliptischer Strahl· Dieser aufgeweitete elliptische Strahl tritt dann in die Eintrittsseite eines polarisierten Strahlteilers 17 und verlaßt die Austrittsseite ohne Änderung der Polarisation oder Gestalt. Der aufgeweitete elliptische Strahl fällt auf einen galvanometergesteuerten Spiegel 18 und wird von diesem auf die Spur der Aufzeichnungsplatte 42 total-reflektiert. Der elliptische Strahl tritt dann in eine sogenannte Viertelwellenplatte 20 ( λ/4-Wellen-Platte), worin das Licht aus einem linearpolarisierten Zustand in einen rechts-zirkularpolarisierten Zustand überführt wird. Eine zwischen der Viertelwellenplatte 20 und der Aufzeichnungsplatte 4-2 angeordnete Linse 22 empfängt den elliptischen Lichtstrahl und fokussiert ihn in solcher Weise, daß auf der Spur der Aufzeichnungsplatte 42 ein elliptischer Lichtfleck gebildet wird, dessen größere Achse quer zur Aufzeichnungsspur liegt und dessen Halbwertbreite ii dieser Querrichtung kleiner ist als die Breite der Spur. Der Linse 22 können geeignete Mittel (nicht dargestellt) zugeordnet sein, die dafür sorgen, daß der richtige Fleckfokus auf der Informationsspur eingehalten wird. Solche Mittel können beispielsweise ein geeignetes Luftlager zwischen der Linse 22 und der Aufzeichnungsplatte 4-2 enthalten.

Der fokussiert Lichtstrahl wird von der Aufzeichnung gebeugt,die in der Spiralspur als eine in Längsrichtung der Spur abwechselnde Folge vertiefter und unvertiefter Bereiche erscheint. Wie es oben in Verbindung mit Fig. 1 erläutert wurde, erfolgt diese Beugung in mindestens drei Lichtkegeln primärer Beugungsordnungen, nämlich in einen Kegel der nullten Ordnung, einen Kegel der +1. Ordnung und einen Kegel der -1. Ordnung, die im vorliegenden Fall elliptische Querschnittsform haben. Der Kegel nullter Ordnung wird von der Spur reflektiert, ohne gegenüber dem einfallenden Licht abgelenkt zu werden, während die Kegel 1. Ordnung von der Spur in derart verschiedenen Ablenkwinkeln reflektiert werden, daß sich

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die beiden Kegel der ersten Ordnung mit entgegengesetzt liegenden Bereichen des Kegels der nullten Ordnung überlappen. Das reflektierte Licht, welches links-zirkularpolarisiert ist, wird von der Linse 22 gesammelt. Das gesammelte Licht tritt in die Viertelwellenplatte 20, worin es aus dem zirkularpolarisierten Zustand in einen linearpolarisierten Zustand überführt wird·

Das linearpolarisierte reflektierte Licht trifft auf den galvanometergesteuerten Spiegel 18 und wird von diesem Spiegel zum polarisierten Strahlteiler 17 reflektiert. Das reflektierte Licht erreicht den Strahlteiler 17 mit einer Polarisationsrichtung, die gegenüber der Polarisationsrichtung des vom Laser 11 kommenden und vom Strahlteiler 17 durchgelassenen Lichts um 90 verdreht ist. Es wird vom Strahlteiler 17 in eine Richtung reflektiert, die senkrecht zum Weg des einfallenden Lichts verläuft. Dieses rechtwinklig reflektierte Licht wird mittels einer Linse 24 auf einen Lichtempfangsbereich eines Lichtdetektors 26 fokussiert.

Der Detektor 26 enthält beispielsweise vier voneinander unabhängige photoempfindliche Zellen (I bis IV), die symmetrisch um den Mittelpunkt des Lichtempfangsbereichs angeordnet sind. Der Detektor 26 wandelt die empfangene Lichtenergie in elektrische Energie um. Die Zellen I und II sprechen auf einen Teil des Lichtkegels der nullten Ordnung an, der einen Bereich der Überlappung mit dem einen (+ oder -) der Lichtkegel 1. Ordnung enthält. Die Zellen III und IV sprechen auf einen anderen Teil des Lichtkegels der nullten Ordnung an, der einen Bereich der Überlappung mit dem anderen der beiden Lichtkegel 1. Ordnung enthält. Bei geeigneter Vorspannung der Zellen (mittels nicht dargestellter Einrichtungen) hat man einzelne Spannungsquellen, welche die von jeder Zelle empfangene Lichtenergie darstellen. Die von den Zellen I und II erzeugten Spannungen werden in einem Addierglied 27 summiert, um eine erste Summenspannung zu bilden. Die von den Zellen III und IV erzeugten Spannungen werden in einem Addierglied 28 summiert, um eine zweite Summenspannung zu bilden. Die

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erste Summenspannung wird in einem Differenzverstärker 29 subtraktiv mit der zweiten Stimmenspannung kombiniert, um ein die aufgezeichneten Daten wiedergebendes Ausgangssignal zu -liefern.

In ähnlicher Weise werden die von den Zellen I und 17 erzeugten Spannungen in einem Addierglied. 30 summiert, um eine dritte Summenspannung zu liefern, während, die von den Zellen II und IHerzeugten Spannungen in einem Addierglied. 31 summiert werden, um eine vierte Summenspannung zu liefern. Die dritte Summenspannung wird in einem Differenzverstärker 32 mit der vierten Summenspannung subtraktiv kombiniert, um ein Spurfehlersignal zu erzeugen, welches die Richtung und den Betrag der Fehlzentrierung angibt_? wenn der Lichtfleck von der Mitte der Spur abweicht. Die Addierglieder 27, 28, 30, 31 und die Differenzverstärker 29, 32 stellen symbolhaft auch die Arten der in der Matrixschaltung 18 nach Fig. 1 enthaltenen Schaltungen dar. Das Spurfehlersignal wird auf einen Servoverstärker 33 gegeben, der eine Steuerspannung erzeugt, die im vorliegenden Beispiel von zwei Teilen der Abspieleinrichtung verarbeitet wird. Die Steuerspannung gelangt einmal zu einer Motorsteuerschaltung 34-, um durch Steuerung des Motors 36 ^ie Ausrichtung der Plattenspur mit dem fokussierten Lichtstrahl grob zu justieren. Die Steuerspannung gelangt außerdem zu einer Spiegelsteuerschaltung 35* um durch geeignete Verschwenkung des Spiegels für eine Präzisionsjustierung der seitlichen Zentrierung des einfallenden Lichtstrahls bezüglich der Aufzeichnungsspur zu sorgen.

Die Abspieleinrichtung nach Fig. 3 eignet sich z.B. zur optischen Abtastung von mit Spiralrille versehenen Bildplatten des oben erwähnten RCA-Typs, bei denen die Informationsspur eine Folge von Schlitzen bildet, die sich als Vertiefungen quer durch den gekrümmten Rillenboden erstrecken und die mit relativ unvertieften Bereichen des gekrümmten Rillenbodens abwechseln. Bei typischen Maßen der Spur (z.B. Spurbreite = 3 Mikrometer, Schlitztiefe = 0,08 Mikrometer, Schlitzabmessung in Längsrichtung der Spur zwischen 0,25 Mikrometer und 0,9 Mikrometer schwankend) können die aufgezeichneten Signale auf zufriedenstellende Weise

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mittels der beschriebenen Detektoreinrichtung wiedergewonnen werden, wenn man aus dem blauen Lichtstrahl (0,442 Mikrometer Wellenlänge) des Lasers 11 einen elliptischen fokussierben Lichtfleck bildet, dessen größere Achse etwa 2 Mikrometer und dessen kleinere Achse etwa 0,33 Mikrometer beträgt. Durch Aufweitung der Breitenabmessung des fokussierben Lichtstrahls (mittels des zylindrischen Fernrohrs 13) kann der Strahl einen größeren Betrag an Signalinformation erfassen, und außerdem werden dadurch Unvollkommenheiten der Spur effektiv ausgemittelt (was zur Verbesserung des Rauschabstandes führt), ohne daß die für eine gute Auflösung erforderliche Fleckabmessung in Längsrichtung der Spur aufgegeben werden muß. Außerdem unterstützt die Krümmung des Rillenbodens in diesem Fall die dargestellten Servosysteme zur Spurverfolgung bei der genauen Aufrechterhaltung der gewünschten Fleckzentrierung. Für den Detektor 26 gemäß Fig. 3 kann z.B. ein vierteiliger Lichtdetektor des Typs PIN SP0T/4D verwendet werden, wie er von der United Detector Technology, Inc. auf den Markt gebracht wird. Es sei an dieser Stelle auch auf die USA-Patentanmeldung No. 618,246 verwiesen, die im Namen von Arthur H. Firester unter dem Titel "Optical Playback System" am 3°· September 1975 eingereicht wurde und in der eine bevorzugte Anordnung für einen vierteiligen Detektor beschrieben ist, der die Funktion des Detektors 26 in der Einrichtung nach Fig. 3 übernehmen kann.

Es ist festzuhalten, daß in praktischen Fällen keine gleichmäßige Intensität über den Querschnitt des auf die Informationsspur fokussierben Lichtstrahls erreicht werden kann. Die Intensitätsverteilung ist vielmehr ungleichmäßig und wird typischerweise zu einem fokussLertan Lichtfleck führen, der einen zentralen hellen Bereich (mit der größten Intensität in seiner Mitte) hat, der von einer Folge dunkler und weniger ausgeleuchteter Bereiche umringt ist. Um die Strahlabmessungen praktisch zu definieren, wurde hier der Abstand (in der jeweils betrachteten Richtung) zwischen Punkten der Konturlinie halber Intensität im Strahlquerschnitt angegeben (die Strahlintensität an Punkten der

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Konturlinie halber Intensität entspricht der Hälfte der maximalen Intensität in der Intensitätsverteilung des Strahls). Die in der vorstehenden Beschreibung und in den beigefügten Patentansprüchen erwähnten Abmessungen des Flecks (z.B. die "Breite" des Flecks oder die "Längsabmessung" des Flecks, usw.) beziehen sich also auf den Abstand zwischen Punkten der Konturlinie halber Intensität (d.h. den Abstand zwischen Halbwertpunkten) in der jeweils betrachteten Richtung.

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Claims

Patentansprüche

/1."": Optische Abspieleinrichtung zur Wiedergewinnung von Daten, die in einer langgestreckten Informationsspur eines Aufzeichnungsträgers aufgezeichnet sind, und zwar in Form einer Folge vertiefter Bereiche gegebener Breite, die in Längsrichtung der Informationsspur mit relativ unvertieften Bereichen abwechseln, gekennzeichnet durch eine Fokussierungsanordnung (22), die auf die Informationsspur einen Lichtfleck fokussiert, der quer zur Länge der Informationsspur eine erste Abmessung hat, die kleiner ist als die besagte gegebene Breite; eine Antriebsvorrichtung (40) zum Hervorrufen einer Relativbewegung zwischen der Informationsspur und dem fokussierten Lichtfleck; ein Lichterfassungsgerät (26), welches auf die von der Informationsspur bei stattfindender Relativbewegung bewirkte Beugung des fokussierten Lichts anspricht, um elektrische Signale abzuleiten, die für die aufgezeichneten Daten charakteristisch sind.
2. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichterfassungsgerät (26) eine erste (I, II) und eine zweite (III, IV) photoempfindliche Anordnung enthält, die im Lichtweg des durch die Informationsspur modulierten Lichts Orte belegen, welche bezüglich der Achse dieses Lichtweges in entgegengesetzten Richtungen außermittig versetzt sind.
3. Einrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die erste photoempfindliche Anordnung (I, II) gegenüber der Achse des Lichtweges des modulierten Lichts in einer solchen Richtung außermittig versetzt ist, daß diese Anordnung auf einen Teil des gebeugten Lichts anspricht, in welchem sich Licht der nullten Beugungsordnung mit Licht einer der ersten Beugungsordnungen (d.h. der +Ί. Beugungsordnung

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oder der -1. Beugungsordnung) überlappt, während ein Ansprechen der besagten photoempfindlichen Anordnung auf denjenigen Teil des gebeugten Lichts ausgeschlossen wird, in dem sich Licht der nullten BeugungsOrdnung mit Licht der anderen der 1. Beugungsordnungen überlappt.
4-. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Regelungsanordnung (30 bis 36), die einer Abweichung des Lichtflecks von der langgestreckten Informationsspur entgegenwirkt.
5. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Lichterfassungsgerät (26) eine Anordnung (27) enthält, die auf einen Teil des gebeugten Lichts anspricht, in welchem sich unabgelenktes Licht der nullten BeugungsOrdnung mit abgelenktem einer der 1. Beugungsordntnqgen (d.h. der +1. oder der-*l. Beugungsordnung) überlappt, und zwar unter relativem Ausschluß desjenigen Teils, in welchem sich Licht der nullten BeugungsOrdnung mit abgelenktem Licht der anderen der ersten BeugungsOrdnungen überlappt.
6. Einrichtung nach Anspruch 5» dadurch gekennzeichnet, daß das Lichterfassungsgerät außerdem eine Anordnung (28) enthält, die auf einen Teil des gebeugten Lichts anspricht, in welchem sich unabgelenktes Licht der nullten Beugungsordnung mit abgelenktem Licht der besagten anderen der ersten Beugungsordnungen überlappt, und zwar unter relativem Ausschluß desjenigen Teils, in welchem sich Licht der unabgelenkten nullten Beugungsordnung mit abgelenktem Licht der besagten einen der ersten Beugungsordnungen überlappt.
7· Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die auf die erstgenannte Überlappung ansprechende Anordnung eine erste photoempfindliche Anordnung (I, II, 27) und daß die auf die zweitgenannte Überlappung ansprechende Anordnung eine zweite photoempfindliche Anordnung (III, IV, 28)

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ist und daß die beiden photoempfindlichen Anordnungen im Lichtweg des durch die Informationsspur modulierten Lichts Orte belegen, die gegenüber der Achse dieses Lichtweges in entgegengesetzten Richtungen außermittig versetzt sind.
8· Einrichtung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der fokussierte Lichtfleck in Längsrichtung der Informationsspur eine zweite Abmessung hat, die größer ist als die in Längsrichtung der Informationsspur gemessene Ausdehnung des kürzesten der vertieften Bereiche der Informationsspur.
9- Einrichtung nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Abmessung des Lichtflecks größer ist als seine zweite Abmessung.
10. Einrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine Anordnung (13)» äie den Lichtfleck in eine derart asymmetrische Form bringt, daß seine besagte erste Abmessung größer ist als seine in Längsrichtung der Informationsspur gemessene Abmessung.
11. Einrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine Lichtquelle (11) bestimmter Wellenlänge vorgesehen ist; daß die Fokussierungsanordnung (22) den fokussierten Lichtfleck mit Hilfe des aus dieser Lichtquelle kommenden Lichts bildet; daß sich die optische Weglänge, die das von der Lichtquelle kommende Licht nach dem Auftreffen auf einen vertieften Bereich der Informationsspur bis zum Erreichen cLes Lichterfassungsgeräts (26) durchläuft, um ein gegebenes Maß von derjenigen optischen Weglänge unterscheidet, die das von der Lichtquelle kommende Licht nach dem Auftreffen auf einen unvertieften Bereich der Informationsspur bis zum Erreichen des Lichterfassungsgeräts durchläuft, und daß die besagte bestimmte Wellenlänge größer ist als das Doppelte dieses gegebenen Maßes.
12. Einrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß

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die besagte bestimmte Wellenlänge ungefähr viermal so groß wie das besagte gegebene Maß des optischen Weglängenunterschieds ist.

13- Optische Abspieleinrichtung nach Anspruch 1 zur Wiedergewinnung von Daten, die im Boden einer Spiralrille einer Aufzeichnungsplatte aufgezeichnet sind, und zwar in Form einer Folge vertiefter Rillenbodenbereiche, die eine gegebene Breite in Querrichtung zur Rille, eine gegebene Tiefe und eine veränderliche Länge haben und in Längsrichtung der Rille mit relativ unvertieften Rillenbodenbereichen abwechseln, dadurch gekennzeichnet,

a) daß eine Lichtquelle (11) vorgesehen ist, deren Wellenlänge mehr als viermal so groß wie die gegebene Tiefe der vertieften Bereiche des Rillenbodens ist;

b) daß ein optisches System (13» 15» 17, 22) vorgesehen ist, welches das Licht der Lichtquelle auf den Rillenboden als asymmetrischen Lichtfleck fokussiert, der in einer quer zur Länge der Rille gehenden ersten Richtung eine erste Abmessung hat, die kleiner ist als die besagte gegebene Breite, und der in einer zur ersten Richtung rechtwinkligen zweiten Richtung eine zweite Abmessung hat, die kleiner ist als die erste Abmessung;

c) daß das Lichterfassungsgerät (26) derart angeordnet ist, daß es von der gerillten Aufzeichnungsplatte reflektiertes Licht empfängt und auf die von den Rillenbodenbereichen beim Stattfinden der besagten Relativbewegung bewirkte Beugung des fokussierten Lichts anspricht, um elektrische Signale zu erzeugen, die für die aufgezeichneten Daten charakteristisch sind;

d) daß das Lichterfassungsgerät eine erste Anordnung (I, II, 27) enthält, die auf den Teil des gebeugten Lichts an-

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spricht, in welchem sich unabgelenktes Licht der nullten Beugungsordnung mit abgelenktem Licht einer der ersten Beugungsordnungen (d.h. der +1. oder der —1· Beugungsordnung) überlappt, und zwar unter relativem Ausschluß desjenigen Teils, in welchem sich Licht der nullten Beugungsordnung mit abgelenktem Licht der anderen der ersten BeugungsOrdnungen überlappt;

e) daß das Lichterfassungsgerät eine zweite Anordnung (III, IV, 28) enthält, die auf den Teil des gebeugten Lichts anspricht, in welchem sich unabgelenktes Licht der nullten Beugungsordnung mit abgelenktem Licht der besagten anderen der ersten Beugungsordnungen überlappt, und zwar unter relativem Ausschluß desjenigen Teils, in welchem sich unabgelenktes Licht der nullten Beugungsanordnung mit Licht der besagten einen der ersten Beugungsordnungen überlappt;

f) daß eine Einrichtung vorgesehen ist, welche die Ausgangsgrößen der beiden auf sich überlappendes Licht ansprechenden Anordnungen subtraktiv miteinander vereinigt.

14·· Einrichtung nach Anspruch 13, dadurch gekennzeichnet, daß die auf sich überlappendes Licht ansprechende erste Anordnung eine erste photoempfindliche Anordnung (I, II) aufweist und daß die auf sich überlappendes Licht ansprechende zweite Anordnung eine zweite photoempfindliche Anordnung (III, IV) aufweist und daß die beiden photoempfindlichen Anordnungen Orte im Lichtweg des von den Eillenbodenbereichen modulierten reflektierten Lichts belegen, die gegenüber der Achse dieses Lichtweges in entgegengesetzten Richtungen außermittig versetzt sind.

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